1、引言
青藏鐵路是目前世界海拔最高、線路最長的高原鐵路。青藏鐵路橋梁的特點(diǎn)是數(shù)量多且所處環(huán)境十分惡劣，發(fā)生損傷的頻率極高。橋梁損傷檢測與健康監(jiān)測是近年來國際上的研究熱點(diǎn)。橋梁在一個(gè)國家的交通運(yùn)輸和經(jīng)濟(jì)發(fā)展中占有重要位置，橋梁損傷檢測是保證橋梁安全運(yùn)營的重要手段。橋梁損傷檢測技術(shù)的成功開發(fā)將起到確保橋梁安全運(yùn)營，延長橋梁使用壽命的作用。同時(shí)通過早期橋梁損傷的發(fā)現(xiàn)，能夠大大節(jié)約橋梁的維修費(fèi)用，最大程度地減小橋梁事故造成的損失。
2、青藏鐵路橋梁自然環(huán)境簡介
青藏鐵路（格拉段）全長約 1 1 4 2 1 ~ ，總共有 6 7 5座橋梁，橋梁全長約1 6 0公里，地處高原嚴(yán)寒地帶，交通不便，人煙稀少，空氣稀薄自然條件十分惡劣，大部分線路在海拔 4 0 0 0 m以上，最低氣溫-5 0 o c 左右，凍土深，地震烈度高。青藏鐵路建設(shè)涉及高原、凍土、高烈度等重大難題，建成后橋梁結(jié)構(gòu)將受凍融循環(huán)、凍脹、融沉等影響。
3、橋梁損傷的原因
橋梁在長期使用過程中會(huì)發(fā)生各種結(jié)構(gòu)損傷，損傷的原因主要有使用、維護(hù)不當(dāng)，車禍?zhǔn)鹿实热藶橐蛩兀卣?、風(fēng)暴等自然災(zāi)害，交通量猛增加劇橋梁結(jié)構(gòu)的自然老化等。以上因素均導(dǎo)致了橋梁承載能力和耐久性的降低，甚至影響到運(yùn)營的安全。
4、典型橋梁損傷種類
4 、1 混凝土
混凝土開裂，混凝土缺陷，混凝土碳化。
4 、2鋼筋銹蝕
（ 1 ）先裂后銹：混凝土開裂后導(dǎo)致的鋼筋銹蝕。
（ 2 ）先銹后裂：混凝土開裂或表面混凝土成塊脫落。
5、國內(nèi)外橋梁損傷檢測技術(shù)
目前在國內(nèi)的橋梁檢測領(lǐng)域比較成熟的檢測技術(shù)主要有以下幾種：
5 、1 紅外儀檢測技術(shù)物體只要高手絕對零度都會(huì)發(fā)射紅外線，對橋梁的檢測就是當(dāng)橋梁中有縫隙或損傷的時(shí)候，發(fā)出的紅外線與周圍的不一致。紅外線檢測技術(shù)是 依據(jù) 物體的 紅外輻射、表面溫度、材料特性三者問的內(nèi)在關(guān)系，借助紅外熱像儀把來自目標(biāo)的紅外輻射轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢姷臒釄D像，通過熱圖像特征分析，直觀地了解物體的表面溫度分布，進(jìn)而達(dá)到推斷混凝土梁內(nèi)部結(jié)構(gòu)和表面狀態(tài)的目的。紅外熱像僅檢測技術(shù)可以非接觸地測量，快速，高穩(wěn)定性，設(shè)備輕便，后處理靈活。熱成像圖可以很好地反映溫度的信息。
5 、2電檢測方法
傳統(tǒng)的橋梁檢測方法為電檢測方法，電檢測法是在橋梁的某個(gè)部位上外粘電阻應(yīng)變片來測量應(yīng)變的方法。它所依據(jù)的原理是將應(yīng)變片組成橋式結(jié)構(gòu)來感應(yīng)被測體應(yīng)變的變化，并轉(zhuǎn)換為與應(yīng)變片的電阻變化之間的關(guān)系成需要的電量，以利用應(yīng)變變化為應(yīng)變率進(jìn)行檢測。
5 、3光纖傳感器檢測技術(shù)
光纖傳感技術(shù)是利用光纖對某些特定的物理量敏感的特性，將外界物理量轉(zhuǎn)換成可以直接可測量的信號的技術(shù)。由于光纖不僅可以作為光波的傳播媒質(zhì)，而且光波在光纖中傳播時(shí)表征光波的特征參量 （ 振幅、相位、偏振態(tài)、波長等 ）因外界因素（ 如溫度、壓力、應(yīng)變、磁場、電場、位移、轉(zhuǎn)動(dòng)等 ）的作用而間接或直接的發(fā)生變化，從而可將光纖用作傳感元件來探測各種物理量。
5 、3 、1國內(nèi)橋粱檢測中光纖傳感技術(shù)的發(fā)展
從上個(gè)世紀(jì) 9 O年代開始，我國就開始了光纖傳感技術(shù)的應(yīng)用研究。同濟(jì)大學(xué)、重慶大學(xué)、哈爾濱工程大學(xué)等院校已對光纖傳感器應(yīng)用于橋梁檢測進(jìn)行了理論研究，并已應(yīng)用于橋梁檢測中，取得了較好的效果。其中重慶大學(xué)已把其在光纖傳感技術(shù)方面的研究成果應(yīng)用在重慶槽坊立交橋的長期在線動(dòng)態(tài)遠(yuǎn)程健康監(jiān)測中，證明了原理的可行：哈爾濱工程大學(xué)的苑立波教授依據(jù)白光干涉原理設(shè)計(jì)了光纖傳感器：與 R e t e s t 公司不同的是他設(shè)計(jì)的是如圖 2所示的光纖 Mi e h e l s o n結(jié)構(gòu)的白光干涉儀，通過比較光程差的方法來間接地測量傳感器長度隨橋寨應(yīng)力、應(yīng)變的變化特性。
5、4聲探測技術(shù)
聲探測技術(shù)主要包括超聲波探測技術(shù)、聲發(fā)散檢測技術(shù)和沖擊一回聲檢測技術(shù)。聲探測技術(shù)是目前發(fā)展最迅速的無損檢測超聲波探測技術(shù)：利用聲脈在缺陷處發(fā)生特性變化的原理來進(jìn)行檢測。超聲波能夠以一定的速度在某種材料中傳播，直至遇到不連續(xù)點(diǎn)或抵達(dá)測試物的邊界時(shí)才反射回來，通過信號的強(qiáng)度可以獲知摜傷的程度，而將信號發(fā)生的時(shí)間和超聲波在材料中的傳播速度聯(lián)系起來，則可以獲知損傷的位置。聲發(fā)散技術(shù)大多數(shù)結(jié)構(gòu)材料在受力后出現(xiàn)如塑性變形、裂紋開裂、裂紋開展等微結(jié)構(gòu)損傷時(shí)，就以聲波的形式釋放能量，它可以 對處于荷載作用狀態(tài)下的橋梁結(jié)構(gòu)的內(nèi)部材料和結(jié)構(gòu)變化進(jìn)行穩(wěn)定的監(jiān)視，并給出早期報(bào)警沖擊一回聲：根據(jù)應(yīng)力波能夠在材料中傳播的原理設(shè)計(jì)自基本的測試方法和超聲波相似應(yīng)力波可以通過以下兩種方法產(chǎn)生：使用轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生的應(yīng)力波稱為脈沖一回聲法；使用機(jī)械沖擊器產(chǎn)生應(yīng)力波稱為沖擊一回聲法，它同樣可以通過應(yīng)力波的強(qiáng)度和發(fā)生時(shí)間測定缺陷程度和位置。
5、5電磁波探測技術(shù)
磁探測技術(shù)主要包括探地雷達(dá)技術(shù)和渦流檢測技術(shù)。
5、5、l 探地雷迭技術(shù)
探地雷達(dá)是軍用技術(shù)民用化的典型代表，已經(jīng)在建筑物、橋梁和其他結(jié)構(gòu)評估中廣泛使用，其基本原理是將雷達(dá)脈沖傳進(jìn)被檢測材料，然后測量材料表面的反射量確定損傷。在橋梁無損中的典型應(yīng)用如混凝土中的鋼筋和孔道的定位以及缺陷和疲勞探測等。
5、5 、2渦流檢查技術(shù)
渦流的基本原理為電磁感應(yīng)，主要應(yīng)用于檢測表面損傷，當(dāng)檢測線圈與導(dǎo)電材料的構(gòu)件表面靠近，并通過以交流電時(shí)，所產(chǎn)生的交變磁場將在構(gòu)件表面產(chǎn)生感應(yīng)電流，呈環(huán)形渦流狀，電渦流的大小與分布受構(gòu)件材料介質(zhì)和表層缺陷的影響，根據(jù)所測電渦流的變化量就可以判定材料表層的缺陷情況。
6、橋梁檢測技術(shù)綜合比較
下面通過列表對上述幾種橋梁探測技術(shù)進(jìn)行比較。
表1幾種橋梁檢測技術(shù)的比較
7、混泥土強(qiáng)度的無損檢測方法
無損檢測一般有三種含義既無損檢測NDT（nohdestructive Testing）、無損檢查NDT（nohdestructive lnspeciteon）和無損評價(jià)NDT（nohdestructive Evaluation）。目前所說無損檢測大多是指NDT，但是近年從NDT和NDI向NDE過渡，也既用無損評價(jià)來代替無損檢測和無損檢查。
混泥土無損檢測技術(shù)是指在不破壞混泥土結(jié)構(gòu)的條件下，在混泥土結(jié)構(gòu)構(gòu)件原位上對齊混泥土強(qiáng)度和缺陷進(jìn)行直接定量檢測的技術(shù)?；炷嗤翉?qiáng)度的無損檢測方法根據(jù)原理可分為三種：
7 、1 半破損法：半破損法是以不影響構(gòu)件的承載能力為前提，在構(gòu)件上直接進(jìn)行局部破壞性試驗(yàn)，或直接鉆取芯樣進(jìn)行破壞性試驗(yàn)。
7 、2非破損法：非破損法以混凝土強(qiáng)度與某些物理量之間的相關(guān)性為基礎(chǔ)。檢測時(shí)在不影響混凝土任何性能的前提下，測試這些物理量然后根據(jù)相關(guān)關(guān)系推算被測混凝土的強(qiáng)度。
7 、3綜合法：采用兩種或兩種以上的大損檢測方法，獲取多種物理參量，并建立強(qiáng)度與多項(xiàng)物理參量的綜合相關(guān)關(guān)系，以便從不同角度綜合評價(jià)混泥土強(qiáng)度。
8、結(jié)論
青藏鐵路所處的自然環(huán)境非常惡劣，而青藏線上橋梁數(shù)量多并且發(fā)生損傷的頻率較高，因而研究適應(yīng)青藏線橋梁檢測技術(shù)有著非常重要的意義。以上提出的幾種檢測方法中，有的是技術(shù)較成熟，如：電檢測法等，但是它們都不能很好地適應(yīng)此線路的橋梁損傷檢測，而其中的基于光纖傳感的檢測技術(shù)是目前的研究熱點(diǎn)，并且光纖光柵傳感器技術(shù)正不斷的成熟，能同時(shí)進(jìn)行溫度和應(yīng)變的雙參數(shù)測量，還能進(jìn)行多參數(shù)的測量，同時(shí)由于光纖光柵的可靠性好，抗干擾能力強(qiáng)，抗電磁干擾，電絕緣，耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn)，所以是一種適應(yīng)青藏鐵路橋梁損傷檢測方法較理想的選擇。
